1.一种计及备用风险的电力系统调度方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤S1:基于半不变量的随机潮流计算;步骤S2:基于随机潮流计算来构建备用风险评估指标;步骤S3:以系统运行成本最低和系统运行越限风险指标值最小为优化目标,并协同优化网端可控变量,构建了计及备用风险的电力系统源网协同优化调度模型;所述电力系统源网协同优化调度模型包括系统运行成本最小化目标函数、系统运行越限风险最小化目标函数和约束条件,所述约束条件包括系统潮流约束、系统安全约束、机组相关约束、系统备用容量约束、风电、光伏出力约束、网端可控元件约束;步骤S4:采用布朗-莱维多目标微分进化算法求解电力系统源网协同优化调度模型;所述布朗-莱维多目标微分进化算法是在微分进化过程中引入兼具布朗运动和莱维飞行特性的随机游走机制,构造变异操作机制;所述变异操作机制为: ;式中, X i,g 表示进化 g 代的第 i 个 d 维个体向量, 表示进化 g 代的第 i 个 d 维个体,将进化 g 代最佳个体向量 X best ,g 选为变异基向量, 表示由变异操作所得到的中间个体; F 为变异尺度因子, S 为布朗-莱维随机游走步长;其中: ; ;式中: S BM 为布朗运动步长且服从均值为微分进化变异差分项的正态分布; S LF 为莱维飞行步长; 为莱维飞行阈值; 为布朗运动步长的方差; 为变异差分项, 表示进化 g 代的第 f 1 个个体向量, 表示进化 g 代的第 f 2 个个体向量, f 1 、 f 2 均随机选取,且 ;莱维飞行参数 ;莱维飞行参数 和莱维飞行参数 均服从正态分布,莱维飞行参数 的方差为 ,莱维飞行参数 的方差为 : ;式中, 为莱维飞行参数 的标准差, 为莱维飞行参数 的标准差, 表示数学中的伽马函数。
2.根据权利要求1所述的计及备用风险的电力系统调度方法,其特征在于,所述系统运行成本最小化目标函数如下: ;式中:F 1 为系统运行成本, T 为时段总数; 为火电机组数目; 为 t 时段第i个火电机组的有功出力; 为分别为第i个火电机组发电燃料成本特性的常数项系数、一次项系数和二次项系数, 、 分别为t时段第i个火电机组的正、负旋转备用容量; 、 分别为第i个火电机组预留正、负旋转备用容量的成本系数;所述系统运行越限风险最小化目标函数如下: ; ;式中:F 2 为系统运行越限风险, 为系统运行越限风险指标值, 为系统电压越限风险指标。
3.根据权利要求1所述的计及备用风险的电力系统调度方法,其特征在于,基于半不变量的随机潮流计算是指:求得风电出力的半不变量、光伏出力的半不变量、电力负荷的半不变量后,将随机变量期望值代入潮流计算模型,通过采用牛顿-拉夫逊法进行确定性潮流计算,以获取基准点处最后一次参与迭代的雅克比矩阵,并将雅克比矩阵的逆矩阵作为节点注入功率与状态变量之间的灵敏度矩阵,并进一步计算支路功率与节点注入功率之间的灵敏度矩阵;通过灵敏度矩阵与各节点各阶半不变量结合求得状态变量以及支路功率的各阶半不变量,并将状态变量以及支路功率的各阶半不变量与Cornish-Fisher级数相结合,得到节点电压及支路功率的概率密度函数和分位函数。
4.根据权利要求3所述的计及备用风险的电力系统调度方法,其特征在于,风电出力的半不变量由蒙特卡洛抽样方法求得,首先风电出力的各阶原点矩由下式表示: ;式中: 为阶数, 为风电出力的各阶原点矩, N 为风电出力样本个数, 为第 i 个风电出力 阶样本,再根据各阶半不变量与原点矩的关系求得风电出力的各阶半不变量: ;式中: 为从 个不同元素中取 j 个元素的组合数; 为风电出力的 j 阶原点矩, 为风电出力的一阶半不变量, 为风电出力的一阶原点矩, 为风电出力的 阶半不变量, 为风电出力的 阶原点矩, 为风电出力的 阶半不变量;电力负荷各阶中心矩表示为: ;式中: 表示阶数, 为电力负荷的阶中心矩;!!表示双阶乘, 为 t 时刻 阶有功负荷的标准差;根据各阶半不变量与原点矩的关系求得电力负荷的各阶半不变量,其中电力负荷一阶半不变量为 ,电力负荷二阶半不变量为 ,其余阶半不变量均为0。
5.根据权利要求4所述的计及备用风险的电力系统调度方法,其特征在于,基于随机潮流计算来构建备用风险评估指标的方式为:以 为 t 时段第m条支路的功率; 为第m条支路的容量上限; 为 t 时段第m条支路的功率所对应的概率密度函数, t 时刻第m条支路功率越限风险指标 表示为: ;系统 t 时段功率越限风险和功率越限风险指标为: ; ;式中: 为系统 t 时段功率越限风险; 为系统支路数; 为系统功率越限风险指标。
6.根据权利要求2所述的计及备用风险的电力系统调度方法,其特征在于,系统潮流约束为: ;式中: 为 t 时刻第i个节点注入的有功功率, 为 t 时刻第i个节点注入的无功功率; 为 t 时刻第i个节点的电压, 为 t 时刻第j个节点的电压; 为第i个节点和 j 之间支路电导, 为第i个节点和 j 之间支路电纳; 为第i个节点与 j 之间的电压相角差; 为系统节点总数;系统安全约束为: ;式中: 为第i个节点的电压上限, 为第i个节点的电压下限; 为流过第m条支路的电流, 为流过第m条支路的电流上限, 为 t 时段第m条支路的功率; 为第m条支路的容量上限。
7.根据权利要求6所述的计及备用风险的电力系统调度方法,其特征在于,所述机组相关约束为: ; ; ; ; ;式中: 为 t 时段第i个火电机组的有功出力上限, 为 t 时段第i个火电机组的有功出力下限; 为 t 时段第i个火电机组的无功出力, 为 t 时段第i个火电机组的无功出力上限, 为 t 时段第i个火电机组的无功出力下限; 为第i个火电机组的上升爬坡速率, 为第i个火电机组的下降爬坡速率; 为时间间隔;所述系统备用容量约束为: ;式中: 为 t 时刻的系统有功负荷需求, 为 t 时段的光伏有功出力, 为 t 时刻风电机组输出功率;所述风电、光伏出力约束为: ; ; ;式中: 表示风电有功出力上限, 表示光伏有功出力上限; 表示风电无功出力, 表示风电无功出力上限, 表示光伏无功出力, 表示光伏无功出力上限。
8.根据权利要求7所述的计及备用风险的电力系统调度方法,其特征在于,所述网端可控元件约束: ; ; ;式中: 为 t 时段第 i 台有载调压变压器变比, 为第 i 台有载调压变压器变比上限, 为第 i 台有载调压变压器变比下限; 为 t 时段第 n 台电容器组无功补偿容量, 为第 n 台电容器组无功补偿容量上限, 为第 n 台电容器组无功补偿容量下限; 为第 h 个无功电压设备在前 t 个时段的总操作次数, 为第 h 个无功电压设备操作次数上限。
9.一种计及备用风险的电力系统调度系统,包括非易失性计算机存储介质,其特征在于,计算机存储介质存储有计算机可执行指令,该计算机可执行指令执行权利要求1-8任意一项所述的计及备用风险的电力系统调度方法。